武漢大學(xué)海洋測(cè)繪復(fù)習(xí)要點(diǎn)

1、第1章 海洋與海洋測(cè)繪1、 海洋：海洋是地球表面保衛(wèi)大陸喝島嶼的廣大連續(xù)的含鹽水域，是由作為海洋主體的海水水體、溶解和懸浮其中的物質(zhì)、生活于其中的海洋生物、臨近海面上空的大氣、圍繞海洋周緣的海岸和海底等部分組成的統(tǒng)一體。2、 洋是遠(yuǎn)離大陸、深邃而浩瀚的水域部分。海，一般人們把大洋四周的邊緣部分稱作海，海瀕臨大陸，面積比大洋小得多。海分為陸間海、地中海、邊緣海。3、 海岸:是陸地與海洋相互作用、相互交界的地帶。4、 海岸帶：海陸交互的地帶，其外界應(yīng)在1520米等深淺一帶，這里既是波浪、潮流對(duì)海底作用有明顯影響的范圍，也是人們活動(dòng)頻繁的區(qū)域。5、 海岸線：近似于平均大潮、高潮的痕跡所形成的水陸分界

2、線。6、 海洋地形通常分為海岸帶、大陸邊緣和大洋底三個(gè)部分。7、 大陸邊緣是大陸與大洋連接的邊緣地帶也是是大陸與大洋之間的過(guò)渡帶，通常由大陸架、大陸坡、大陸隆及海溝等組成。8、 大陸架：大陸周圍被海水淹沒(méi)的淺水地帶，是大陸向海洋底的自然延伸。9、 大陸坡：陸架外緣陡傾的全球性巨大斜坡，其下限為坡度突然變小的地方。10、 大陸隆：從大陸坡下界向大洋底緩慢傾斜的地帶。 11、 海溝：大陸邊緣底部狹長(zhǎng)的海底陷落帶。12、 大洋底是大陸邊緣之間的大洋全部部分，由大洋中脊和大洋盆地構(gòu)成。13、 海洋中儲(chǔ)存了豐富的海洋能、礦物資源和生物資源。海洋的存在對(duì)人類的生存產(chǎn)生著巨大的影響，尤其是隨著世界人口不斷的

3、增長(zhǎng)，陸上資源日漸枯竭，因此人類必須到大陸以外尋求新的資源來(lái)源。14、 內(nèi)海：內(nèi)海亦稱內(nèi)水，值領(lǐng)海基線以內(nèi)的水域。領(lǐng)海：為沿海國(guó)的主權(quán)及于其陸地領(lǐng)土及其內(nèi)水以外鄰接的一帶海域，在群島過(guò)情形下則及于群島水域以外鄰接的一帶海域，稱為“領(lǐng)?！保囱睾?guó)主權(quán)之下的，與其陸地或內(nèi)水相鄰接的一定寬度的水域。（不超過(guò)12n mile）。毗連區(qū)：為一種毗連國(guó)家領(lǐng)海并在領(lǐng)海外一定寬度的、供沿海國(guó)行使關(guān)于海關(guān)、財(cái)政、衛(wèi)生和移民等方面管制權(quán)的一個(gè)特定區(qū)域。（毗連區(qū)的寬度從領(lǐng)海基線量起不超過(guò)24n mile）。大陸專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)：為領(lǐng)海以外并鄰接領(lǐng)海，介于領(lǐng)海與公海之間，具有特定法律制度的國(guó)家管轄水域。專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)的寬度從

4、領(lǐng)?；€量起，不應(yīng)超過(guò)200n mile。公海：指沿海國(guó)內(nèi)水、領(lǐng)海、專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)和群島國(guó)的群島水域以外不受任何國(guó)家主權(quán)管轄和支配的全部海域。國(guó)際海底區(qū)域：國(guó)家管轄海域以外的海底、洋底及其底土。15、海洋測(cè)繪是海洋測(cè)量和海圖繪制的總稱，其任務(wù)是對(duì)海洋及其鄰近陸地和江河湖泊進(jìn)行測(cè)量和調(diào)查，獲取海洋基礎(chǔ)地理信息，編制各種海圖和航海資料，為航海、國(guó)防建設(shè)、海洋開(kāi)發(fā)和海洋研究服務(wù)。海洋測(cè)繪的主要內(nèi)容有：海洋大地測(cè)量、水深測(cè)量；海洋工程測(cè)量；海底地形測(cè)量；障礙物探測(cè)；水文要素調(diào)查；海洋重、磁力測(cè)量；海洋專題測(cè)量和海區(qū)資料調(diào)查；各種海圖、海圖集、海洋資料的編制和出版；海洋地理信息的分析、處理及應(yīng)用。 海洋測(cè)繪

5、特點(diǎn)：垂直坐標(biāo)和平面位置同步測(cè)定；海底控制點(diǎn)的距離相隔較遠(yuǎn)；動(dòng)態(tài)測(cè)量；采用低頻電磁波信號(hào)；測(cè)深并進(jìn)行測(cè)深改正；無(wú)法進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)，須同步觀測(cè)。海洋測(cè)繪任務(wù)：（1）科學(xué)性任務(wù)：為研究地球形狀，海底地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和海洋環(huán)境保護(hù)等提供必要資料的測(cè)量工作。（2）實(shí)用性任務(wù)：對(duì)各種不同的海洋工程開(kāi)發(fā)提供所需要的海洋測(cè)繪服務(wù)的工作。第二章 海洋大地控制網(wǎng)1、海洋大地測(cè)量控制網(wǎng)：是陸上大地網(wǎng)向海域的擴(kuò)展。海洋大地測(cè)量控制網(wǎng)主要由海底控制點(diǎn)、海面控制點(diǎn)（如固定浮標(biāo)）以及海岸或島嶼上的大地控制點(diǎn)相連而組成 。2、海面控制網(wǎng)：主要包括以固定浮標(biāo)為控制點(diǎn)的控制網(wǎng)、海岸控制網(wǎng)、島嶼控制網(wǎng)以及島嶼陸地控制網(wǎng)。3、海底控制點(diǎn)

6、的結(jié)構(gòu)，通常由固設(shè)于海底的中心標(biāo)石和水聲照準(zhǔn)標(biāo)志兩部份組成。水聲照準(zhǔn)標(biāo)志分主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種。 4、主動(dòng)式水聲照準(zhǔn)標(biāo)志，實(shí)際上是一種水聲聲標(biāo)。它能主動(dòng)發(fā)射出強(qiáng)度足以保證測(cè)量船上的水聲設(shè)備能在其有效作用距離內(nèi)接收到該信號(hào)；或者當(dāng)接收到船臺(tái)發(fā)射出的詢問(wèn)聲信號(hào)后，能轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)答聲信號(hào)被船臺(tái)接收。具有這樣兩種功能的水聲聲標(biāo)，我們稱為主動(dòng)式水聲照準(zhǔn)標(biāo)志。 5、水聲聲標(biāo)的有效距離，即聲信號(hào)的最大傳播距離。這里的有效距離，指的是有效水平距離。6、海底控制點(diǎn)的幾何圖形：當(dāng)利用坐標(biāo)已知的海底控制點(diǎn)來(lái)確定測(cè)量船位時(shí)，須滿足二個(gè)條件 : 測(cè)量船必須位于作為海底控制點(diǎn)的水聲聲標(biāo)的 有效范圍之內(nèi) ; 至少需要三個(gè)這樣的控制

7、點(diǎn)，否則無(wú)法實(shí)施定位。因此，就要求海底控制點(diǎn)應(yīng)以規(guī)則的幾何圖形布設(shè) 。一般有正方形和等邊三角形。7、海底控制點(diǎn)（網(wǎng)）坐標(biāo)的測(cè)定一般分兩步進(jìn)行：第一步是海底控制點(diǎn)的定標(biāo)；第二步是海底控制點(diǎn)坐標(biāo)的測(cè)定。海底控制點(diǎn)的定標(biāo)：當(dāng)水聲聲標(biāo)按照布網(wǎng)設(shè)計(jì)方案投放到海底后，要對(duì)控制點(diǎn)的深度，相互間距離以及方位進(jìn)行測(cè)定，這項(xiàng)工作稱為海底控制點(diǎn)的定標(biāo)。海底控制點(diǎn)坐標(biāo)的測(cè)定：?jiǎn)蝹€(gè)海底控制點(diǎn)坐標(biāo)的測(cè)定：兩點(diǎn)交會(huì)法；最近路徑點(diǎn)測(cè)定法；三點(diǎn)空間交會(huì)法；距離差法；利用GPS實(shí)現(xiàn)海底控制點(diǎn)坐標(biāo)的聯(lián)測(cè)。第三章 海洋水文要素觀測(cè)1、 海洋水文要素內(nèi)容：海水溫度、海水鹽度、海水密度、海水透明度、水色、潮汐、潮流、海流、氣象、海洋波動(dòng)

8、等。原因：發(fā)生在海洋中的許多自然現(xiàn)象和過(guò)程往往與海水的物理性質(zhì)密切相關(guān)。人類要認(rèn)識(shí)和開(kāi)發(fā)海洋，首先必須對(duì)海洋進(jìn)行全面深入地觀測(cè)和調(diào)查，掌握其物理性質(zhì)。在海洋調(diào)查中，觀測(cè)海洋水文氣象方面的環(huán)境參數(shù)更有其重要的意義。 2、 海洋潮汐 ：海水受到月球和太陽(yáng)的吸引力作用，產(chǎn)生一種規(guī)律性的升降運(yùn)動(dòng)，這種海面升降現(xiàn)象叫做海洋潮汐。產(chǎn)生潮汐現(xiàn)象的主要原因：地球上各點(diǎn)距離月球和太陽(yáng)的相對(duì)位置不同。3、 潮高：從某一基準(zhǔn)面量至海面的高度。4、 高潮：在海面升降的每一個(gè)周期中，海面上漲到不能再升高時(shí)的潮汐。5、 潮差：兩個(gè)相鄰的高潮和低潮的水位高度差。6、 漲潮 ：海面從低潮上升到高潮的過(guò)程中，海面逐漸上升的現(xiàn)象

9、。7、 平潮：當(dāng)海面達(dá)到高潮時(shí)，在一段時(shí)間內(nèi)海面暫時(shí)停止上升的現(xiàn)象。8、 停潮：當(dāng)海面達(dá)到低潮時(shí)候，在一段時(shí)間內(nèi)海面暫時(shí)停止下降的現(xiàn)象。9、 日不等現(xiàn)象：通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的水位觀測(cè)，可以從其記錄曲線上看出，每日的潮差是不等的，這種現(xiàn)象成為潮汐日不等現(xiàn)象。 10、 大（?。┏?：潮差最大（?。┻@一天的潮汐 。11、 日潮不等：一日內(nèi)兩次高潮或低潮潮高不等現(xiàn)象 。12、 分點(diǎn)潮 ：當(dāng)月球在赤道附近，則兩高潮（低潮）的潮高約相等，此時(shí)的潮汐稱為分點(diǎn)潮。 13、 回歸潮 ：當(dāng)月球在最北或最南附近時(shí)，所產(chǎn)生的日潮不等為最大，此時(shí)潮汐叫回歸潮。 14、 風(fēng)暴潮：指由于強(qiáng)烈的大氣擾動(dòng)，加強(qiáng)風(fēng)和氣壓驟變所招致的海面

10、異常升高現(xiàn)象。15、 驗(yàn)潮：潮汐觀測(cè)通常稱為水位觀測(cè)，又稱驗(yàn)潮。目的：了解當(dāng)?shù)氐某毕再|(zhì)，應(yīng)用所獲得的潮汐觀測(cè)資料，來(lái)計(jì)算該地區(qū)的潮汐調(diào)和常數(shù)、平均海面、深度、基準(zhǔn)面、潮汐預(yù)報(bào)以及提供測(cè)量不同時(shí)刻的水位改正數(shù)等，供給有關(guān)軍事、交通、水產(chǎn)、鹽業(yè)、測(cè)繪等部門使用。 16、 水尺驗(yàn)潮：一種類似于用水準(zhǔn)尺測(cè)量水位的一種驗(yàn)潮方式。特點(diǎn)：工作簡(jiǎn)單、機(jī)動(dòng)性較強(qiáng)、技術(shù)含量低、造價(jià)低等特點(diǎn)；常用于臨時(shí)驗(yàn)潮；觀測(cè)精度受涌浪、觀測(cè)誤差等多種因素的影響，一般約為10-15cm。17、 井式自記驗(yàn)潮儀：通過(guò)在水面上隨井內(nèi)水面起伏的浮筒帶動(dòng)上面的記錄滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，使得記錄針在裝有記錄紙的記錄滾筒上畫線，來(lái)記錄水面的變化情況，

11、達(dá)到自動(dòng)記錄潮位的目的。特點(diǎn)：是堅(jiān)固耐用，濾波性能良好缺點(diǎn)是連通導(dǎo)管容易阻塞，成本高，機(jī)動(dòng)性差。18、 超聲波潮汐計(jì)：通過(guò)固定在水位計(jì)頂端的聲學(xué)換能器向下發(fā)射聲信號(hào)，信號(hào)遇到聲管的校準(zhǔn)孔和水面分別產(chǎn)生回波，同時(shí)記錄發(fā)射接收的時(shí)間差，進(jìn)而求得水面高度。特點(diǎn)：是使用方便，工作量小，濾波性能良好，適用測(cè)量。需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償。19、 壓力式驗(yàn)潮儀：通過(guò)測(cè)量水下或與海水相聯(lián)系的水面以上某一界面上由于海面變化引起的壓力變化來(lái)測(cè)量水位 。特點(diǎn)：安裝方便，精度高，攜帶方便，從觀測(cè)數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)處理可以自動(dòng)化計(jì)算機(jī)處理，高效率，濾波性能良好，還可以做近距離遙控。 20、 船載（浮球）GPS驗(yàn)潮原理：基本原理：均采用

12、載波相位差分技術(shù)作為定位基礎(chǔ)，利用大地高反算潮位。為了消除上述驗(yàn)潮方法中存在的波浪對(duì)潮位觀測(cè)數(shù)據(jù)的影響，常用波浪濾除方法姿態(tài)補(bǔ)償和門限濾波。 數(shù)據(jù)處理及分析如下：動(dòng)態(tài)基線解算精度分析。計(jì)算縱搖和橫搖角p、r。根據(jù)架設(shè)時(shí)GPS-2天線相位中心到船體吃水面的距離hka、p和r，計(jì)算船體姿態(tài)對(duì)水位測(cè)量的影響量hka。計(jì)算瞬時(shí)海面高程Ts。將瞬時(shí)海面高程與水文站的潮位觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較 對(duì)瞬時(shí)海面高程進(jìn)行門限濾波，將得到的結(jié)果再與水文站的潮位觀測(cè)數(shù)據(jù)比較，是否在限差內(nèi)。第四章 海洋聲速與聲線跟蹤1、為什么采用聲波：在各種水下輻射形式中，以聲波在海水中的傳播為最佳。海洋傳遞聲音的性能比大氣好得多，且在海洋

13、中聲波的衰減遠(yuǎn)小于無(wú)線電波的衰減。2、聲吶：聲納是利用水下聲信息進(jìn)行探測(cè)、識(shí)別、定位、導(dǎo)航和通訊的系統(tǒng)。按照工作方式分為主動(dòng)聲納和被動(dòng)聲納兩種。3、海洋聲學(xué)：是研究聲波在海洋中傳播特性、規(guī)律和利用聲波探測(cè)海洋的學(xué)科，是海洋學(xué)和聲學(xué)的邊緣學(xué)科，也是物理海洋學(xué)的分支?；緝?nèi)容包括三個(gè)方面：（1）聲在海水中傳播的規(guī)律和海洋環(huán)境條件對(duì)聲傳播的影響。主要包括不同水文和底質(zhì)條件下聲波的傳播規(guī)律，海水對(duì)聲的吸收，聲波的起伏、散射和海洋噪聲等。（2）利用聲波探測(cè)海洋。（3） 海洋聲學(xué)技術(shù)和儀器。4、海洋聲速（P77）：海水中的聲速隨著溫度、鹽度和壓力的增加而增加，是壓力P（bar）或深度Z（米）的線性函數(shù)，是

14、溫度T（）、鹽度S的非線性函數(shù)。海水中的聲速可以用聲速剖面來(lái)描述。聲速剖面亦稱“聲速垂直分布”，反映的是聲速沿深度的變化規(guī)律。 聲速隨深度的相對(duì)變化率，即單位深度內(nèi)聲速的相對(duì)變化量，稱之為聲速梯度，單位為1/秒。 鹽度梯度Cs可以忽略不計(jì)，壓力梯度為常數(shù)Cp=0.1bar/m。海水溫度變化1，海水聲速變化約為原來(lái)的0.35(約5m/s)；鹽度每增加l，聲速約增加1.14 ms；深度每增加100米，聲速約增加1.75 ms。其中以水溫變化對(duì)聲速的影響為最大。海洋中聲速在垂直方向的變化可分為三個(gè)水層，即表層、中間層、深水層。表層和深水層溫度分布比較均勻，由于壓力的影響，聲速隨深度增加；中間層的聲速

15、由于溫度迅速降低而減小。聲速在海水中的這種階躍現(xiàn)象稱之為聲躍層。5、聲速剖面：亦稱“聲速垂直分布”，反映的是聲速沿深度的變化規(guī)律。6、聲波在海水中傳播特性：聲波在海水中傳播時(shí)，會(huì)在介質(zhì)常數(shù)不同的兩個(gè)水層界面處產(chǎn)生反射、折射和某種程度的反向散射。其中折射現(xiàn)象起因于海水是非均勻介質(zhì)，這也是導(dǎo)致波束聲線彎曲和傳播速度發(fā)生改變的根本原因。折射后的聲線是向聲速減小的方向彎曲。波束在海水中的折射特性，可通過(guò)Snell法則很好的反映。Snell 法則不但解釋了波束在水中的傳播特性，還給出了求解聲線路徑的算法。 7、聲線的彎曲程度和方向與聲速在垂直方向的變化相互聯(lián)系，聲速變化越大，彎曲越顯著。此外，聲波的傳播

16、速度在溫水區(qū)要比冷水區(qū)快，且向冷水區(qū)（即聲速較低的水區(qū)）彎曲。因此，若溫度隨深度增加，聲線向海面彎曲，反之則向海底彎曲。正常情況下，聲線彎曲成圓弧狀。8、海面反射：聲波由海水射向海面時(shí)，在海水與空氣界面上所產(chǎn)生 的反射，稱為海面反射。9、海底反射：聲波由海水射向海底時(shí)，在海水與海底的界面上所產(chǎn)生的反射，稱為海底反射。 10、海水中聲波強(qiáng)度減弱的主要因素：（1）幾何衰減：由于海水溫度、鹽度、壓力等分布不均勻，因此有聲速梯度存在，再加上海面、海底的影響，引起聲線彎曲。（2）散射衰減：聲波在海水中傳播時(shí)，由于海面、海底的不平整性、海水介質(zhì)溫度不均勻而產(chǎn)生散射，使部分聲能離開(kāi)原來(lái)的前進(jìn)方向，向其它方向

17、發(fā)射出去，使聲波傳播方向上能量減少，聲強(qiáng)度減弱。（3）海水對(duì)聲波的吸收：由于聲波在海水介質(zhì)中傳播時(shí)要引起海水內(nèi)部發(fā)生一些變化，如海水溫度的變化，在傳播過(guò)程中，相鄰的海水介質(zhì)要發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，有一部分聲能要用來(lái)克服因海水介質(zhì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦力，消耗于海水中，使聲強(qiáng)度減弱。11、聲道：當(dāng)聲波在海洋中傳播時(shí)，若有一部分聲能在海中某一水層內(nèi)而不逸出該水層，則稱此為聲道，亦稱聲波道。 12、聲線：入射角不為0時(shí)，波束在界面處發(fā)生折射，若經(jīng)歷的水柱中有N+1個(gè)不同介質(zhì)層，則產(chǎn)生N次折射，波束的實(shí)際傳播路徑為一個(gè)連續(xù)折線，即聲線。13、海洋聲速的確定：海洋中的聲速可以通過(guò)直接法和間接法獲得。凡通過(guò)測(cè)量聲速

18、在某一固定距離上傳播的時(shí)間或相位 (一般采用聲速測(cè)量?jī)x測(cè)量聲速），從而直接計(jì)算海水聲速的方法均屬直接聲速測(cè)量（脈沖時(shí)間法、干涉法、相位法、脈沖循環(huán)法）。根據(jù)測(cè)得的溫、鹽度和壓力數(shù)據(jù)，用特定的計(jì)算公式確定水聲速的方法稱為間接聲速測(cè)量。14、測(cè)量聲速時(shí)需考慮因素：測(cè)區(qū)的水文要素；聲速在海水中的傳播特性 ；特殊水域，由于某種原因，聲速剖面變化復(fù)雜，需做小間距測(cè)量 ；表層和底部的聲速測(cè)量非常重要 。經(jīng)驗(yàn)公式：目前，已有較多描述溫度、鹽度和深度（或靜壓力）與海水中聲速間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式。1.Dell Grosso公式。利用該公式進(jìn)行聲速計(jì)算，具有簡(jiǎn)潔方便等特點(diǎn)，但應(yīng)用范圍太小。2. W. D. Wilso

19、n精確公式。實(shí)踐表明，溫度、壓力和鹽度分別在-4°C<T<30°C, 1kg/cm2<P<1000kg/cm2 和0 ppt< S <37 ppt范圍時(shí)，可獲得精度優(yōu)于0.3m/s的聲速，比較適合我國(guó)海區(qū)。3. W. D. Wilson簡(jiǎn)化公式。4.Leroy（1969）給出的經(jīng)驗(yàn)公式5.Mackenzie根據(jù)前人研究，于1981提出了特定條件下的聲速公式（E式）6.Chen-Millero-Li經(jīng)驗(yàn)公式。適用范圍：溫度T（°C）：0°C<T<40°C、壓力P（bars）：0<P<10

20、00、鹽度S（ppt）：0<S< 40。 7. EM分層簡(jiǎn)化公式。15、聲線跟蹤：是建立在聲速剖面基礎(chǔ)上的一種波束腳?。ㄍ渡潼c(diǎn)）相對(duì)船體坐標(biāo)系坐標(biāo)的計(jì)算方法。聲線跟蹤通常采用層追加方法，即將聲速剖面內(nèi)相臨兩個(gè)聲速采樣點(diǎn)劃分為一個(gè)層，層內(nèi)聲速變化可假設(shè)為常值（零梯度）或常梯度。在常梯度的聲線跟蹤計(jì)算過(guò)程中，聲速變化函數(shù)采用Harmonic平均聲速。 16、Harmonic平均聲速定義為：假設(shè)波束經(jīng)歷的水柱z0，z有N層，則可利用層厚度（zi+1- zi）和聲速函數(shù)Ci（Z）獲得整個(gè)水柱中的Harmonic平均聲速。（首先通過(guò)聲速函數(shù)采用積分方法求解波束經(jīng)過(guò)水柱的時(shí)間t，然后計(jì)算平均聲

21、速Ch=z-z0/t）。17、基于層內(nèi)常聲速（g=0）下的聲線跟蹤：假設(shè)波束經(jīng)歷由N層組成的水柱，聲速在層內(nèi)常速傳播，設(shè)層厚度為zi（zi= zi+1-zi），則波束在層i內(nèi)的水平位移yi和傳播時(shí)間ti分別為： 波束在整個(gè)水柱的時(shí)間t和水平距離y為：18、基于層內(nèi)常梯度的聲線跟蹤：假設(shè)波束經(jīng)歷由N個(gè)不同介質(zhì)層組成的水柱，聲速在各層中以常梯度gi變化，設(shè)層i上、下界面處的深度分別為zi和zi+1，層厚度為Dzi；波束在層內(nèi)的實(shí)際傳播軌跡應(yīng)為一連續(xù)的、帶有一定曲率半徑Ri的弧段。 波束在該層經(jīng)歷的弧段長(zhǎng)度則經(jīng)歷該段的時(shí)間ti為：19、等效聲速剖面法：由于常梯度聲速剖面與實(shí)際聲速剖面具有相同的積分面

22、積，利用常梯度聲速剖面計(jì)算的結(jié)果同實(shí)際聲速剖面相同，因此，常梯度聲速剖面被稱為等效聲速剖面，利用等效聲速剖面確定波束腳印位置的方法。20、各種聲線改正方法的比較：（1）常梯度聲線跟蹤法的計(jì)算精度最高，但計(jì)算過(guò)程煩；（2）等效聲速斷面法的計(jì)算精度僅次于常梯度聲線跟蹤法，但參考深度的要求相對(duì)苛刻；（3）誤差修正法的計(jì)算精度相對(duì)前兩者稍差，但也能滿足IHO的測(cè)深精度要求，且計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單；（4）精度最差的當(dāng)屬常聲速聲線跟蹤法，其計(jì)算過(guò)程也比較復(fù)雜。（5）三角法：未考慮聲速在水中的傳播特性（認(rèn)為聲線在整個(gè)水柱中直線傳播），聲速斷面變化復(fù)雜時(shí)，深度相對(duì)誤差急劇增大。這也體現(xiàn)了聲線取決于聲速和聲速對(duì)波束腳印

23、位置計(jì)算的重要性。第5章 潮汐調(diào)和分析及海洋垂直基準(zhǔn)面1、 引潮力是地球上任何一點(diǎn)所受的天體引力減去該天體對(duì)地球中心的引力。2、 分潮：因而可以將實(shí)際潮汐分成許多有規(guī)律的分振動(dòng)，這些分離出來(lái)的具有一定周期、一定振幅的分振動(dòng)就叫分潮。3、 潮汐分析亦稱潮汐調(diào)和分析：把任一海港的潮位變化看作是許多分潮余弦振動(dòng)之和，根據(jù)最小二乘或波譜分析原理由實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出各分潮平均振幅和遲角的過(guò)程，即潮汐調(diào)和分析過(guò)程。經(jīng)典的潮汐調(diào)和分析有:Darwin分析法、Doodson分析法；現(xiàn)代潮汐調(diào)和分析多采用最小二乘分析法、傅立葉分析法和波譜分析法等。原理思想：任何一種周期性的運(yùn)動(dòng)，都可以由許多簡(jiǎn)諧振動(dòng)組成。潮汐變化是

24、一種非常近似的周期性運(yùn)動(dòng)，因而也可以分解為許多固定頻率的分潮波，進(jìn)而求得分潮波的振幅和相位。4、 高程基準(zhǔn)就是陸地高程的起算面，它通常取為某一特定驗(yàn)潮站長(zhǎng)期觀測(cè)水位的平均值一長(zhǎng)期平均海面，即定義該面的高程為零，因此具有參考面的意義。水深基準(zhǔn)：海洋測(cè)量中常采用深度基準(zhǔn)面。深度基準(zhǔn)面是海洋測(cè)量中的深度起算面。不同的國(guó)家地區(qū)及不同的用途采用不同的深度基準(zhǔn)面。5、 平均海平面MSL亦稱海平面。某一海域一定時(shí)期內(nèi)海水面的平均位置。是大地測(cè)量中的高程起算面，由相應(yīng)期間逐時(shí)潮位觀測(cè)資料獲得，高度一般由當(dāng)?shù)仳?yàn)潮站零點(diǎn)起算。日、月、年和多年平均海平面?？梢酝ㄟ^(guò)驗(yàn)潮站觀測(cè)和潮汐調(diào)和分析得到。6、 國(guó)家高程基準(zhǔn) ：

25、目前，世界各國(guó)或地區(qū)均以一個(gè)或幾個(gè)驗(yàn)潮站的長(zhǎng)期平均海面定義高程基準(zhǔn)。我國(guó)采用的1954年黃海平均海面基準(zhǔn)和1985黃海高程系。7、 深度基準(zhǔn)面：海圖所載水深的起算面，又稱海圖基準(zhǔn)面。世界各沿海國(guó)家根據(jù)海區(qū)潮汐性質(zhì)的不同采用不同的計(jì)算模型。我國(guó)航海圖采用的深度基準(zhǔn)面理論最低潮面。理論深度基準(zhǔn)面是相對(duì)于平均海平面定義的。8、 短期驗(yàn)潮站平均海面的確定：（1）水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)法：若長(zhǎng)期驗(yàn)潮站和短期驗(yàn)潮站的水準(zhǔn)點(diǎn)均連接在國(guó)家水準(zhǔn)網(wǎng)中，或兩站水準(zhǔn)點(diǎn)間可直接進(jìn)行水準(zhǔn)觀測(cè)（2）同步改正法：基本原理是在同一短時(shí)間內(nèi)，兩驗(yàn)潮站短期平均海面與長(zhǎng)期平均海面的差距(稱為短期平均海面距平)一致（3）線性關(guān)系最小二乘擬合法。9、

26、 深度基準(zhǔn)面?zhèn)鬟f與推估 ：海圖深度基準(zhǔn)面?zhèn)鬟f的主要方法是潮差比法，因?yàn)樯疃然鶞?zhǔn)面數(shù)值等效于最大半潮差，可以假定兩站的短期潮差比與兩站的理想最大潮差比相等。10、 平均海面和深度基準(zhǔn)面的綜合傳遞 ：平均海面與深度基準(zhǔn)面綜合傳遞法可采用兩類數(shù)據(jù)，即兩站的逐時(shí)水位觀測(cè)序列和對(duì)應(yīng)的日平均海面、高、低潮序列。前者稱為曲線比較法。曲線比較法是假設(shè)長(zhǎng)期驗(yàn)潮站利短期驗(yàn)潮站的水位序列分別可表示為C(i)、D(i)。11、 其中：x表示兩站的潮差比，y為兩站間潮波傳播延遲系數(shù)，即潮時(shí)差，z為基準(zhǔn)面偏差。計(jì)算見(jiàn)例子。第6章 GPS定位與海底聲學(xué)定位1、 海洋定位手段：天文定位；光學(xué)定位；陸基無(wú)線電定位；空基無(wú)線電定

27、位（GPS）；水聲定位。2、 水聲設(shè)備：換能器：是一種聲電轉(zhuǎn)換器，能根據(jù)需要使聲振蕩和電振蕩相互轉(zhuǎn)換。水聽(tīng)器：本身不發(fā)射聲信號(hào)，只是接收聲信號(hào)。應(yīng)答器：既能接收聲信號(hào)，而且還能發(fā)射不同于所接收聲信號(hào)頻率的應(yīng)答信號(hào)，是水聲定位系統(tǒng)的主要水下設(shè)備，它也能作為海底控制點(diǎn)的照準(zhǔn)標(biāo)志（即水聲聲標(biāo)）。3、 長(zhǎng)基線聲學(xué)定位系統(tǒng) ：長(zhǎng)基線系統(tǒng)包含兩部分，一部分是安裝在船只上或水下機(jī)器人上的收發(fā)器(transducer)；另一個(gè)部分是一系列已知位置的固定在海底上的應(yīng)答器，這些應(yīng)答器之間的距離構(gòu)成基線。長(zhǎng)基線聲學(xué)定位系統(tǒng)是通過(guò)測(cè)量收發(fā)器和應(yīng)答器之間的距離，采用測(cè)量中的前方交會(huì)或后方交會(huì)，對(duì)目標(biāo)實(shí)施定位，所以系統(tǒng)與

28、深度無(wú)關(guān)。實(shí)際工作時(shí)，它既可利用一個(gè)應(yīng)答器進(jìn)行定位，也可同時(shí)利用二個(gè)，三個(gè)或更多的應(yīng)答器來(lái)進(jìn)行測(cè)距定位。P142。優(yōu)點(diǎn)：獨(dú)立于水深；由于存在較多的多余觀測(cè)值，因?yàn)榭梢缘玫椒浅８叩南鄬?duì)定位精度；換能器非常小，易于安裝和拆卸。缺點(diǎn)：系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜，操作繁瑣，設(shè)備昂貴。4、 短基線系統(tǒng) ：該系統(tǒng)的水下部份僅需要一個(gè)水聲應(yīng)答器，而船上部分是安置于船底部的一個(gè)水聽(tīng)器基陣。換能器之間的距離一般超過(guò)10m，換能器之間的相互關(guān)系精確測(cè)定，并組成聲基陣坐標(biāo)系。系統(tǒng)的工作方式是距離測(cè)量。測(cè)量方式是由一個(gè)換能器發(fā)射，所有換能器接收，得到一個(gè)斜距觀測(cè)值和不同于這個(gè)觀測(cè)值的多個(gè)斜距值?；囎鴺?biāo)系與船坐標(biāo)系的相互關(guān)系由常規(guī)測(cè)量方法確定。系統(tǒng)根據(jù)基陣相對(duì)船坐標(biāo)系的固定關(guān)系，結(jié)合外部傳感器觀測(cè)值，如GPS、動(dòng)態(tài)傳感器單元MRU、羅經(jīng)Gyro提供的船位、姿態(tài)和船艏向值，計(jì)算得到海底點(diǎn)的大地坐標(biāo)。短基線的優(yōu)點(diǎn)：是集成系統(tǒng)價(jià)格低廉、系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、換能器體積小，易于安裝。短基線的缺點(diǎn)：是深水測(cè)量要